JP2008108862A - Capacitor element and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンデンサ素子およびその製造方法に関し、特に誘電体の誘電緩和を用いてその高周波特性を向上させたコンデンサ素子およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a capacitor element and a method of manufacturing the same, and more particularly to a capacitor element having improved high-frequency characteristics using dielectric relaxation of a dielectric and a method of manufacturing the same.
近年の技術の発展に伴い、機器の動作周波数が上昇している。それに伴い、機器に使用されるコンデンサ素子に対しても高周波に対応することが求められている。
一般に、コンデンサは図8に示す等価回路で表現される。同図に示されるように、コンデンサには、本来のキャパシタンスC(F)の外に、寄生の要素として、等価直列抵抗(equivalent series resistance)ESR(Ω)と寄生インダクタンスL(H)がある。そのため、コンデンサのインピーダンスZC(Ω)は(1)式で与えられる。
With the development of technology in recent years, the operating frequency of devices has increased. Accordingly, capacitor elements used in equipment are also required to support high frequencies.
In general, a capacitor is represented by an equivalent circuit shown in FIG. As shown in the drawing, the capacitor has an equivalent series resistance ESR (Ω) and a parasitic inductance L (H) as parasitic elements in addition to the original capacitance C (F). Therefore, the impedance Z C (Ω) of the capacitor is given by equation (1).
ここで、キャパシタンスCの含まれる1/jωCの項は、用いられる周波数(角周波数ω)が上昇すればするほど、小さくなっていく。逆に、寄生インダクタンスLが含まれる項jωLは、周波数が上昇すればするほど大きくなっていく。そのため、周波数が低く、ωL<1/ωCとなるときには、キャパシタンスCに関する項が大きいため、キャパシタンスCの影響の方が大きい。したがって、キャパシタンスCの動作、つまり、コンデンサとして動作する。しかし、周波数が上昇すると、キャパシタンスの項1/jωCに比べ、寄生インダクタンスの項jωLが大きくなる。したがって、キャパシタンスの影響より寄生インダクタンスの影響の方が大きくなるため、コンデンサとして動作しなくなる。また、jωL=−1/jωCとなれば、キャパシタンスCと寄生インダクタンスが打ち消しあう。この周波数のときに、インピーダンスZCは最小となり、キャパシタンスCと寄生インダクタンスLの共振となる。この周波数は、コンデンサの自己共振周波数ωCである。この自己共振周波数ωCはωL=1/ωCとなる周波数であり、(2)式で示される。
Here, the term of 1 / jωC including the capacitance C becomes smaller as the used frequency (angular frequency ω) increases. Conversely, the term jωL including the parasitic inductance L becomes larger as the frequency increases. Therefore, when the frequency is low and ωL <1 / ωC, since the term relating to the capacitance C is large, the influence of the capacitance C is larger. Therefore, it operates as a capacitor C, that is, as a capacitor. However, as the frequency increases, the parasitic inductance term jωL becomes larger than the
そのため、従来、この直列共振によりコンデンサの使用可能な帯域が制限を受けていた。この点に対処するものとして、一つのコンデンサ内に2素子を作り込んで、コンデンサの使用可能帯域を拡大することが試みられていた(例えば、特許文献1参照)。特許文献1にて提案されたコンデンサでは、上・下電極による平行平板コンデンサの一平面に別のコンデンサを並列に形成し、上電極をワイヤボンディングにて基板上のランドに接続するようにして、2つのコンデンサの2種類の直列共振を利用して広帯域性を確保している。
上述した特許文献1に記載されたコンデンサでは、二つのコンデンサを一素子内に形成しているため、素子構造が複雑で大型になり従来とは異なった構造となることによりコスト高を招くという欠点があった。また、実装にワイヤボンディングが用いられており、組立工数の増加と実装面積の増大を招くという問題もある。更に、特許文献1に記載された手法では、直列共振周波数に変わりはなく、かつ、直列共振周波数以上の帯域ではコンデンサが誘導性になるため、コンデンサ本来の機能が果たせる帯域を広げることができなかった。
本発明の課題は、上述した従来技術の問題点を解決することであって、その目的は、素子構造を複雑化、大型化することなく、使用可能な帯域の広いコンデンサ素子を提供できるようにすることである。
In the capacitor described in
An object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a capacitor element having a wide usable band without complicating and increasing the element structure. It is to be.
上記の目的を達成するため、本発明によれば、一対の電極と、該一対の電極に挟まれた誘電体とを有するコンデンサ素子において、前記誘電体の配向分極が消失する周波数が、自己共振周波数より低く設定されていることを特徴とするコンデンサ素子、が提供される。
上記の目標を達成するため、本発明によれば、一対の電極と該一対の電極にはさまれた誘電体とを有するコンデンサ素子において、前記誘電体の配向分極の消失により誘電率が変化する前の誘電率をεLとしたとき、誘電率εLの誘電体を用いて前記コンデンサ素子を構成したときの自己共振周波数より低い周波数にて、配向分極が消失するような緩和時間τCを持つ誘電体を用いることを特徴とするコンデンサ素子が提供される。
In order to achieve the above object, according to the present invention, in a capacitor element having a pair of electrodes and a dielectric sandwiched between the pair of electrodes, the frequency at which the orientation polarization of the dielectric disappears is self-resonant. A capacitor element characterized by being set lower than the frequency is provided.
In order to achieve the above goal, according to the present invention, in a capacitor element having a pair of electrodes and a dielectric sandwiched between the pair of electrodes, the dielectric constant changes due to the disappearance of the orientation polarization of the dielectric. When the previous dielectric constant is ε L , the relaxation time τ C is such that the orientation polarization disappears at a frequency lower than the self-resonant frequency when the capacitor element is configured using a dielectric having a dielectric constant ε L. There is provided a capacitor element characterized by using a dielectric having the same.
また、上記の目的を達成するため、本発明によれば、一対の電極と、該一対の電極に挟まれた誘電体とを有するコンデンサ素子において、コンデンサ素子のキャパシタンスと誘電体の誘電率との比であるコンデンサ定数をk(m)(たとえば、平行平板型のコンデンサで縁での影響を無視すると、長さ×幅÷厚みで求まる値)、コンデンサ素子の寄生インダクタンスをL、誘電体の配向分極が消失する周波数より十分低い周波数における誘電体の誘電率をεLとするとき、誘電体の緩和時間τCが、 In order to achieve the above object, according to the present invention, in a capacitor element having a pair of electrodes and a dielectric sandwiched between the pair of electrodes, the capacitance of the capacitor element and the dielectric constant of the dielectric are The capacitor constant, which is the ratio, is k (m) (for example, the value obtained by length x width ÷ thickness when the influence at the edge is ignored for a parallel plate type capacitor), the parasitic inductance of the capacitor element is L, and the dielectric orientation When the dielectric constant of the dielectric at a frequency sufficiently lower than the frequency at which the polarization disappears is ε L , the relaxation time τ C of the dielectric is
また、上記の目的を達成するため、本発明によれば、一対の電極と、該一対の電極に挟まれた誘電体とを有するコンデンサ素子の製造方法であって、
(1)電極および端子を含めたコンデンサ素子の形状を決定する過程と、
(2)決定されたコンデンサ素子の形状から、コンデンサ素子のキャパシタンスと誘電体の誘電率との比であるコンデンサ定数kと、コンデンサ素子の寄生インダクタンスLとを求める過程と、
(3)前記誘電体の配向分極が消失する周波数が、自己共振周波数より低くなる誘電体を選定する過程と、
(4)前過程で選定された誘電体素子を用いてコンデンサ素子を作製する過程と、
を有することを特徴とするコンデンサ素子の製造方法、が提供される。
In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a method for manufacturing a capacitor element having a pair of electrodes and a dielectric sandwiched between the pair of electrodes,
(1) a process of determining the shape of a capacitor element including electrodes and terminals;
(2) A process of obtaining a capacitor constant k, which is a ratio between the capacitance of the capacitor element and the dielectric constant of the capacitor, and a parasitic inductance L of the capacitor element from the determined shape of the capacitor element;
(3) a process of selecting a dielectric whose frequency at which the orientation polarization of the dielectric disappears is lower than a self-resonant frequency;
(4) a process of producing a capacitor element using the dielectric element selected in the previous process;
There is provided a method of manufacturing a capacitor element characterized by comprising:
また、上記の目的を達成するため、本発明によれば、一対の電極と、該一対の電極に挟まれた誘電体とを有するコンデンサ素子の製造方法であって、
(1)電極および端子を含めたコンデンサ素子の形状を決定する過程と、
(2)決定されたコンデンサ素子の形状から、コンデンサ素子のキャパシタンスと誘電体の誘電率との比であるコンデンサ定数kと、コンデンサ素子の寄生インダクタンスLとを求める過程と、
(3)誘電体の配向分極が消失する周波数より十分低い周波数における誘電体の誘電率をεLとして、緩和時間τCが、
In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a method for manufacturing a capacitor element having a pair of electrodes and a dielectric sandwiched between the pair of electrodes,
(1) a process of determining the shape of a capacitor element including electrodes and terminals;
(2) A process of obtaining a capacitor constant k, which is a ratio between the capacitance of the capacitor element and the dielectric constant of the capacitor, and a parasitic inductance L of the capacitor element from the determined shape of the capacitor element;
(3) When the dielectric constant of the dielectric at a frequency sufficiently lower than the frequency at which the orientation polarization of the dielectric disappears is ε L , the relaxation time τ C is
(4)前過程で選定された誘電体素子を用いてコンデンサ素子を作製する過程と、
を有することを特徴とするコンデンサ素子の製造方法、が提供される。
(4) a process of producing a capacitor element using the dielectric element selected in the previous process;
There is provided a method of manufacturing a capacitor element characterized by comprising:
また、上記の目的を達成するため、本発明によれば、一対の電極と、該一対の電極に挟まれた誘電体とを有するコンデンサ素子の製造方法であって、
(1)電極および端子を含めたコンデンサ素子の形状を決定する過程と、
(2)決定されたコンデンサ素子の形状から、コンデンサ素子のキャパシタンスと誘電体の誘電率との比であるコンデンサ定数kと、コンデンサ素子の寄生インダクタンスLとを求める過程と、
(3)誘電体の配向分極が消失する周波数より十分低いおよび十分高い周波数における誘電体の誘電率をそれぞれεL、εHとして、緩和時間τCが、
In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a method for manufacturing a capacitor element having a pair of electrodes and a dielectric sandwiched between the pair of electrodes,
(1) a process of determining the shape of a capacitor element including electrodes and terminals;
(2) A process of obtaining a capacitor constant k, which is a ratio between the capacitance of the capacitor element and the dielectric constant of the capacitor, and a parasitic inductance L of the capacitor element from the determined shape of the capacitor element;
(3) When the dielectric constants of the dielectric at frequencies sufficiently lower and higher than the frequency at which the orientation polarization of the dielectric disappears are ε L and ε H respectively, the relaxation time τ C is
(4)前過程で選定された誘電体素子を用いてコンデンサ素子を作製する過程と、
を有することを特徴とするコンデンサ素子の製造方法、が提供される。
[作用]
(4) a process of producing a capacitor element using the dielectric element selected in the previous process;
There is provided a method of manufacturing a capacitor element characterized by comprising:
[Action]
前述したように、コンデンサの等価インピーダンスは、上記(1)式により与えられ、共振周波数以下では、1/ωC>ωLであるので、インピーダンスは容量性となりコンデンサは本来の機能を発揮できるが、共振周波数を超えた帯域では、ωL>1/ωCとなり誘導性のインピーダンスとなるため、コンデンサは本来の機能を果たし得なくなる。したがって、コンデンサとしての利用可能な帯域を広げるためには、共振周波数ωCを高周波側に変化させることが必要である。 As described above, the equivalent impedance of the capacitor is given by the above equation (1). Since 1 / ωC> ωL below the resonance frequency, the impedance is capacitive and the capacitor can perform its original function. In the band exceeding the frequency, ωL> 1 / ωC and inductive impedance is obtained, so that the capacitor cannot perform its original function. Therefore, in order to widen the usable band as a capacitor, it is necessary to change the resonance frequency ω C to the high frequency side.
而して、上記(2)式に示されるとおり、コンデンサのキャパシタンスCを減少させることで、自己共振周波数を高周波に遷移させることができる。しかし、低周波においては、コンデンサのキャパシタンスCを確保する必要がある。そこで、本発明では、誘電体における誘電率の周波数依存性を示す誘電分散を利用することにより、低周波ではキャパシタンスCを保ったまま、高周波においてキャパシタンスCを減少させて、自己共振周波数を高周波に遷移させるようにする。
コンデンサのキャパシタンスは誘電体の誘電率と比例関係にある。そこで、誘電体の誘電率を周波数により変化させることで、コンデンサのキャパシタンスを高周波で減少させる。そのために誘電分散の現象を利用する。例えば、塩嵜 忠 監修、「絶縁・誘電セラミックスの応用技術」、シーエムシー出版、2003年8月18日出版、pp.20-25に示されるように、誘電体の分極には、共鳴型の分極と緩和型の分極があり、そして共鳴型の分極には電子分極とイオン分極が含まれ、緩和型の分極には配向分極と界面分極が含まれる。配向分極と界面分極が緩和型であるため、これらによる誘電分散は誘電緩和とも呼ばれる。
Thus, as shown in the above equation (2), the self-resonant frequency can be shifted to a high frequency by reducing the capacitance C of the capacitor. However, at a low frequency, it is necessary to secure the capacitance C of the capacitor. Therefore, in the present invention, by utilizing the dielectric dispersion indicating the frequency dependence of the dielectric constant of the dielectric, the capacitance C is decreased at a high frequency while keeping the capacitance C at a low frequency, and the self-resonant frequency is increased to a high frequency. Make transitions.
The capacitance of the capacitor is proportional to the dielectric constant of the dielectric. Therefore, the capacitance of the capacitor is reduced at a high frequency by changing the dielectric constant of the dielectric according to the frequency. For this purpose, the phenomenon of dielectric dispersion is used. For example, as shown in Tadashi Shiogama, “Applied Technology of Insulating and Dielectric Ceramics”, CMC Publishing, August 18, 2003, pp.20-25, the polarization of dielectrics has a resonance type. There are polarization and relaxation-type polarization, and resonance-type polarization includes electronic polarization and ion polarization, and relaxation-type polarization includes orientation polarization and interface polarization. Since the orientation polarization and the interface polarization are relaxation types, the dielectric dispersion caused by these is also called dielectric relaxation.
電子分極は、電界印加により電子雲の中心が原子核の重心に対し変位する分極であって紫外領域での現象である。イオン分極は、正負イオンが電界により相対的に変位する分極であり、赤外領域での現象である。配向分極は、永久双極子が電界により配向する分極であり、無線周波における現象である。界面分極は、荷電粒子が不均一に分布した誘電体においてその電荷が電界印加によって界面に集積する分極であり、可聴周波における現象である。これらの分極の内、界面分極は、均等な誘電体においては無視することができ、また高周波帯域では消失するので、コンデンサの高周波帯域での動作を問題とする場合には、無視して差し支えない。よって、以下、界面分極以外の分極の挙動についてのみ更に説明する。図1は、分極を周波数の関数として表示した図である。ここで、配向分極による分極をPo、イオン分極による分極をPi、電子分極による分極をPeとすると、誘電体に交流電界を印加するとき、低周波帯域では、全ての分極が電界変化に追随できるので、分極Pは、Po+Pi+Peとなる。周波数が高周波帯域のある値(例えば109Hz)を超えると配向分極は電界変化に追随できなくなり消失する。よって、分極Pは、Pi+Peとなり、これにより誘電率は大きく低下する。更に周波数を上げると、イオン分極が消失し、分極PはPeのみとなり、誘電率は更に低下する。紫外領域に至ると、電子分極も消失して、分極Pは0となる。
配向分極が消失することによる誘電緩和による誘電率の変化は、(3)式にて近似される(例えば、前掲書参照)。
Electron polarization is a phenomenon in which the center of an electron cloud is displaced with respect to the center of gravity of an atomic nucleus by applying an electric field, and is a phenomenon in the ultraviolet region. Ion polarization is polarization in which positive and negative ions are relatively displaced by an electric field, and is a phenomenon in the infrared region. Orientation polarization is polarization in which permanent dipoles are oriented by an electric field, and is a phenomenon in radio frequency. Interfacial polarization is polarization in which charges are accumulated at an interface by applying an electric field in a dielectric in which charged particles are unevenly distributed, and is a phenomenon at audio frequencies. Of these polarizations, the interfacial polarization can be ignored in uniform dielectrics and disappears in the high frequency band, so it can be ignored if the operation of the capacitor in the high frequency band is a problem. . Therefore, only the behavior of polarization other than interfacial polarization will be further described below. FIG. 1 is a diagram showing polarization as a function of frequency. Here, assuming that the polarization due to orientation polarization is Po, the polarization due to ion polarization is Pi, and the polarization due to electronic polarization is Pe, when an alternating electric field is applied to the dielectric, all the polarizations can follow the electric field change in the low frequency band. Therefore, the polarization P is Po + Pi + Pe. When the frequency exceeds a certain value (for example, 10 9 Hz) in the high frequency band, the orientation polarization cannot follow the electric field change and disappears. Therefore, the polarization P becomes Pi + Pe, and the dielectric constant is greatly reduced. When the frequency is further increased, the ionic polarization disappears, the polarization P becomes only Pe, and the dielectric constant further decreases. When reaching the ultraviolet region, the electronic polarization disappears and the polarization P becomes zero.
A change in dielectric constant due to dielectric relaxation due to disappearance of orientational polarization is approximated by equation (3) (see, for example, the aforementioned book).
本発明においては、誘電体の誘電緩和をコンデンサの自己共振周波数より低い周波数で発生するように材料を調整する。たとえば、誘電体を形成する際に他の物質を混入したり、誘電体の焼結条件を変更したりすることで誘電緩和が自己共振周波数より低い周波数で発生するように調整する。これにより、共振周波数より低周波で、周波数の上昇とともに誘電率の減少が発生し、それに伴い、コンデンサのキャパシタンスが減少する。共振周波数はキャパシタンスの1/2乗に反比例するため、キャパシタンスが減少すれば、共振周波数が高周波に変化する。また、誘電緩和の影響の出ない低い周波数においては、誘電率は従来のコンデンサと同等のため、低周波での動作は変化しない。したがって、誘電緩和により誘電率が減少する周波数を、自己共振周波数以下の適切な値に設定することで、コンデンサの利用可能な帯域が増加する。
また、本発明のコンデンサにおいては、誘電緩和により高周波での誘電率が低下し、コンデンサのキャパシタンスが減少する現象を用いることで、周波数により異なるキャパシタンスのコンデンサとして動作させることができる。
In the present invention, the material is adjusted so that dielectric relaxation of the dielectric occurs at a frequency lower than the self-resonant frequency of the capacitor. For example, when forming the dielectric, adjustment is made so that dielectric relaxation occurs at a frequency lower than the self-resonant frequency by mixing other substances or changing the sintering conditions of the dielectric. Thereby, at a frequency lower than the resonance frequency, a decrease in the dielectric constant occurs with an increase in frequency, and accordingly, the capacitance of the capacitor decreases. Since the resonance frequency is inversely proportional to the 1/2 power of the capacitance, if the capacitance decreases, the resonance frequency changes to a high frequency. Further, at a low frequency where the influence of dielectric relaxation does not occur, the dielectric constant is equivalent to that of a conventional capacitor, so that the operation at a low frequency does not change. Therefore, by setting the frequency at which the dielectric constant decreases due to dielectric relaxation to an appropriate value equal to or lower than the self-resonant frequency, the usable bandwidth of the capacitor increases.
Further, the capacitor of the present invention can be operated as a capacitor having a different capacitance depending on the frequency by using a phenomenon that the dielectric constant at a high frequency is lowered due to dielectric relaxation and the capacitance of the capacitor is reduced.
本発明によれば、自己共振周波数以下の周波数において誘電体の誘電緩和が起こるので、誘電緩和により低下したキャパシタンスにて自己共振の周波数が決定され、したがって自己共振周波数を高くすることが可能になり、コンデンサの使用可能な周波数帯域を広帯域にすることができる。つまり、容量性の素子として用いられるコンデンサにおいて、高周波側に変化した自己共振周波数まで容量性の特性を維持できる範囲が広がり、電圧安定などに用いられる低インピーダンスの素子として利用できる範囲が広がる。
また、本発明は、コンデンサの広帯域対応を二つのコンデンサを一つの素子内に作り込むことによって達成するものではないので、素子構造が複雑となったり実装面積が増大したりすることがなく、構造および製造工程は従来法をそのまま適用することができ、高性能素子を安価に提供することができる。
According to the present invention, since dielectric relaxation of the dielectric occurs at a frequency lower than the self-resonance frequency, the self-resonance frequency is determined by the capacitance reduced by the dielectric relaxation, and thus the self-resonance frequency can be increased. The usable frequency band of the capacitor can be widened. That is, in a capacitor used as a capacitive element, a range in which capacitive characteristics can be maintained up to a self-resonant frequency changed to a high frequency side is expanded, and a range that can be used as a low impedance element used for voltage stabilization is expanded.
In addition, the present invention does not achieve the broadband compatibility of the capacitor by making two capacitors in one element, so that the element structure is not complicated and the mounting area is not increased. In addition, the conventional method can be applied as it is to the manufacturing process, and a high-performance element can be provided at a low cost.
次に、本発明の実施の形態について数式および図面を参照して詳細に説明する。
誘電体の分極の緩和時間をτとし、誘電体のωτ≪1のとき、つまり、配向分極による分極が存在するときの誘電率をεL、ωτ≫1のとき、つまり、誘電緩和により配向分極による分極が失われた後の誘電率をεHとするとき、誘電体の誘電緩和による複素誘電率の実部ε′の変化は(3)式で表される。また、このときの誘電率の変化を実線にて図2に示す。同図においてε0は真空の誘電率である。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to mathematical expressions and drawings.
When the dielectric polarization relaxation time is τ and the dielectric constant ωτ << 1, that is, the dielectric constant when polarization due to orientation polarization is ε L , ωτ >> 1, that is, orientation polarization due to dielectric relaxation. When the dielectric constant after loss of polarization due to ε is ε H , the change in the real part ε ′ of the complex dielectric constant due to dielectric relaxation of the dielectric is expressed by equation (3). Moreover, the change of the dielectric constant at this time is shown by a solid line in FIG. In the figure, ε 0 is the dielectric constant of vacuum.
コンデンサのキャパシタンスは誘電体の誘電率と比例するため、ωτ≪1となる低周波域でのキャパシタンスは、C=kεLとなり、ωτ≫1となる高周波域でのキャパシタンスは、C=kεHとなる。つまり、コンデンサのキャパシタンスは、周波数の上昇とともに、kεLから、kεHへと減少していくことになる。ここで、kはコンデンサの大きさや形状で決定される定数であって、コンデンサ定数と呼ばれる。また、寄生インダクタンスLもコンデンサの大きさや形状で決定される。
本発明においては、共振は誘電体の誘電緩和が発生する周波数以上の周波数で発生するようになされる。したがって、その共振周波数ωCHは、(4)式で表される。
Since the capacitance of a capacitor is proportional to the dielectric constant of the dielectric, the capacitance in the low frequency range to be ωτ«1 is, C = kε L, and the capacitance at the high-frequency region as a ωτ»1 includes a C = kε H Become. In other words, the capacitance of the capacitor decreases from kε L to kε H as the frequency increases. Here, k is a constant determined by the size and shape of the capacitor, and is called a capacitor constant. The parasitic inductance L is also determined by the size and shape of the capacitor.
In the present invention, resonance is generated at a frequency equal to or higher than the frequency at which dielectric relaxation of the dielectric occurs. Therefore, the resonance frequency ω CH is expressed by the equation (4).
一方、従来例の場合のように誘電緩和の起こる周波数より低い周波数で共振するものとすると、その共振周波数ωCLは、(5)式で表される。 On the other hand, assuming that resonance occurs at a frequency lower than the frequency at which dielectric relaxation occurs as in the case of the conventional example, the resonance frequency ω CL is expressed by equation (5).
また、誘電率がεHとならないまでも、誘電緩和が発生する近辺で共振するようにτを調整することで共振周波数を高周波に遷移させ、高周波の誘電率を減少させることができる。(3)式によれば、ωτ≪1となる周波数においては、誘電緩和により誘電率が減少することはないが、ωτが1に近づくと誘電率が減少し始める。したがって、誘電緩和により誘電体の誘電率が減少する周波数より、高周波に共振周波数が来るようにτを調整する。これにより、誘電緩和による誘電率の減少によって共振周波数が高周波に遷移する。ここで、ωτ<1/3となる周波数において考えると、誘電率ε′は(εL−εH)の10%程度しか変化していない。共振周波数の遷移は誘電率の1/2乗に反比例するため、共振周波数は5%未満の変化しかなく、大きな効果はない。したがって、ωτ<1/3となる周波数以下で共振する場合は、ωτ≪1となる周波数で共振が起こる従来のコンデンサの場合に比べ、共振周波数があまり変化せず、誘電緩和を使う効果が少ない。そこで、共振周波数が5%以上高くなるように、すなわち誘電率ε′が10%以上低くなるように、共振周波数ωC、緩和時間τCをωCτC≧1/3と設定すると、τC≧1/(3ωC)となる。ここで、ωCを(5)式により近似すると、τCは(6)式を満たすものとなる。 Further, even if the dielectric constant does not become ε H , the resonant frequency can be shifted to a high frequency by adjusting τ so as to resonate in the vicinity where dielectric relaxation occurs, and the high frequency dielectric constant can be reduced. According to the equation (3), at a frequency where ωτ << 1, the dielectric constant does not decrease due to dielectric relaxation, but when ωτ approaches 1, the dielectric constant begins to decrease. Therefore, τ is adjusted so that the resonance frequency is higher than the frequency at which the dielectric constant of the dielectric decreases due to dielectric relaxation. Thereby, the resonance frequency transitions to a high frequency due to a decrease in the dielectric constant due to dielectric relaxation. Here, considering a frequency where ωτ <1/3, the dielectric constant ε ′ changes only about 10% of (ε L −ε H ). Since the transition of the resonance frequency is inversely proportional to the 1/2 power of the dielectric constant, the resonance frequency has a change of less than 5%, and there is no significant effect. Therefore, when resonating at a frequency equal to or lower than ωτ <1/3, the resonance frequency does not change much and the effect of using dielectric relaxation is less than that of a conventional capacitor in which resonance occurs at a frequency where ωτ << 1. . Therefore, when the resonance frequency ω C and the relaxation time τ C are set as ω C τ C ≧ 1/3 so that the resonance frequency is increased by 5% or more, that is, the dielectric constant ε ′ is decreased by 10% or more, τ C ≧ 1 / (3ω C ). Here, when ω C is approximated by equation (5), τ C satisfies equation (6).
また、τが十分以上に大きい場合は、低周波におけるキャパシタンスも減少してしまう。コンデンサの低周波でのキャパシタンスが減少することは、コンデンサとしての機能が損なわれることになるため、コンデンサとして高い特性を出すためには、できるだけ高い周波数まで、誘電体の誘電緩和の影響が少ない方がよい。
高い周波数まで、誘電体の誘電緩和の影響が出ないようにするには、自己共振周波数において、誘電体の誘電率が配向分極の消失により十分に減少するように緩和時間τを設定すればよい。すなわち、それよりさらに低い周波数で配向分極が消失するような、緩和時間τは有効でない。本発明によれば、コンデンサ素子の自己共振周波数において誘電体の誘電率が、配向分極が完全に消失したときの誘電率εHに十分近づくように、緩和時間τを設定することで、有効な緩和時間を設定できる。
そこで、(3)式右辺第2項が、(εL−εH)の1/1000以下とはならない周波数で、すなわち、(1+ω2τ2)が1000以下となる周波数で共振するように誘電体を選択、調整する。このとき、共振周波数ωC、緩和時間τCは、ωCτC≦31.6を満たしており、緩和時間τCは、τC≦31.6/ωC、すなわちτC≦31.6√(LkεC)となる(εCは共振周波数での誘電率)。ここで、共振周波数での誘電率εCはεHに近似しているので、上式にεHを代入すると、誘電体の緩和時間τCは(7)式で示されるものとなる。
In addition, when τ is larger than a sufficient value, the capacitance at low frequencies is also reduced. If the capacitance of a capacitor at low frequency decreases, the function as a capacitor will be impaired. Therefore, in order to achieve high performance as a capacitor, the dielectric relaxation of the dielectric should be as low as possible. Is good.
In order to prevent the influence of dielectric relaxation of the dielectric material up to a high frequency, the relaxation time τ should be set so that the dielectric constant of the dielectric material is sufficiently reduced by the disappearance of orientation polarization at the self-resonant frequency. . That is, the relaxation time τ is not effective so that the orientation polarization disappears at a frequency lower than that. According to the present invention, it is effective to set the relaxation time τ so that the dielectric constant of the dielectric at the self-resonant frequency of the capacitor element sufficiently approaches the dielectric constant ε H when the orientation polarization completely disappears. A relaxation time can be set.
Therefore, the second term on the right side of the equation (3) is dielectric so that resonance occurs at a frequency that does not become 1/1000 or less of (ε L −ε H ), that is, at a frequency that (1 + ω 2 τ 2 ) becomes 1000 or less. Select and adjust body. At this time, the resonance frequency ω C and the relaxation time τ C satisfy ω C τ C ≦ 31.6, and the relaxation time τ C is τ C ≦ 31.6 / ω C , that is, τ C ≦ 31.6√ (Lkε C ). (Ε C is the dielectric constant at the resonance frequency). Here, since the dielectric constant ε C at the resonance frequency approximates ε H , when ε H is substituted into the above equation, the relaxation time τ C of the dielectric is expressed by equation (7).
したがって、コンデンサの誘電体を、緩和時間τCを(8)式を満たす値になる誘電体を選択、調整することで、コンデンサの自己共振周波数を高周波にシフトし、より広帯域で使用可能なコンデンサを実現できる。
Therefore, by selecting and adjusting the dielectric of the capacitor so that the relaxation time τ C is a value satisfying the equation (8), the self-resonant frequency of the capacitor is shifted to a high frequency, and the capacitor can be used in a wider band. Can be realized.
(8)式を元にシミュレーションを実施した結果を図3に示す。シミュレートしたのは、1mm×1mmの平行平板型コンデンサで、誘電体の厚みが1μm、寄生インダクタンスはL=0.32nH、比誘電率(εL/ε0)はεrL=9.2である。図3に従来のコンデンサの特性を点線にて示す。このコンデンサに対し、誘電緩和により比誘電率(εH/ε0)がεrH=1.9に変化する誘電緩和時間1.6nsの誘電体を用いた場合の特性を実線にて示す。
従来のコンデンサの特性においては共振周波数が3.3GHzで発生しているのに対し、本発明のコンデンサ素子においては、共振周波数が6.6GHzにまで高周波に変化している。したがって、本発明の素子においては従来のコンデンサに比べ2倍の高周波までその利用可能な帯域が広げられていることになる。
FIG. 3 shows the result of simulation based on the equation (8). A 1 mm × 1 mm parallel plate type capacitor was simulated, the dielectric thickness was 1 μm, the parasitic inductance was L = 0.32 nH, and the relative dielectric constant (ε L / ε 0 ) was ε rL = 9.2. FIG. 3 shows the characteristics of a conventional capacitor with a dotted line. The solid line shows the characteristics when a dielectric having a dielectric relaxation time of 1.6 ns whose dielectric constant (ε H / ε 0 ) changes to ε rH = 1.9 due to dielectric relaxation is used for this capacitor.
In the conventional capacitor characteristics, the resonance frequency occurs at 3.3 GHz, whereas in the capacitor element of the present invention, the resonance frequency changes to a high frequency up to 6.6 GHz. Therefore, in the element of the present invention, the usable band is widened to a high frequency twice that of the conventional capacitor.
次に、本発明のコンデンサ素子の製造方法について説明する。コンデンサ、たとえば、電解コンデンサ、フィルムコンデンサ、セラミックコンデンサなどを製造するに際して、まず、構造を決定する。その後、電磁界シミュレータやサンプル試作などによってコンデンサの定数kと寄生インダクタンスの値Lを求める。そして、コンデンサの実現すべきキャパシタンスから誘電率を求める。
求めたkとLの値および誘電体の誘電率を用い、(6)ないし(8)式に従い、適切な緩和時間τを求める。求めた緩和時間を元に、分極の緩和時間が適切な誘電体を選択し、調整を行う。選択、調整を行った誘電体を用い、コンデンサを製作することで、本発明の誘電緩和を利用したコンデンサ素子を提供することができる。
Next, a method for manufacturing the capacitor element of the present invention will be described. When manufacturing a capacitor, such as an electrolytic capacitor, a film capacitor, or a ceramic capacitor, the structure is first determined. Thereafter, the constant k of the capacitor and the value L of the parasitic inductance are obtained by an electromagnetic field simulator or a sample prototype. Then, the dielectric constant is obtained from the capacitance to be realized by the capacitor.
Using the obtained values of k and L and the dielectric constant of the dielectric, an appropriate relaxation time τ is obtained according to equations (6) to (8). Based on the obtained relaxation time, a dielectric having an appropriate polarization relaxation time is selected and adjusted. A capacitor element using the dielectric relaxation of the present invention can be provided by manufacturing a capacitor using the selected and adjusted dielectric.
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。本実施の形態においては、素子の自己共振周波数と、ωτ=1の周波数をずらし、自己共振周波数において、誘電緩和における損失の上昇が小さくなっているような緩和時間τCを持つ誘電体を用いることにより、誘電緩和の損失の上昇による影響を抑え、利用可能な周波数帯域を延ばすようにする。
その理由を説明する。自己共振周波数付近では、コンデンサのキャパシタンス成分によるインピーダンスが小さい。また、ωτ=1の周波数では、誘電緩和による損失の上昇により、損失によるインピーダンスの上昇が大きくなる。そのため、コンデンサの自己共振周波数と、ωτ=1となる周波数が近いときは、キャパシタンス成分によるインピーダンスが損失によるインピーダンスより小さくなる。そのため、キャパシタンス成分の影響より、損失による影響が強くなるため、コンデンサ素子としての動作が損なわれる。
そこで、誘電体の配向分極の消失により誘電率が微小化した後の誘電率における自己共振周波数での誘電損失が、十分小さくなるような緩和時間を有する誘電体を用いることにより、素子の共振周波数とωτ=1となる周波数をずらし、共振周波数での誘電損失の影響を少なくする。
Next, another embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the self-resonant frequency of the element is shifted from the frequency of ωτ = 1, and a dielectric having a relaxation time τ C at which the increase in loss in dielectric relaxation is small at the self-resonant frequency is used. As a result, the influence of an increase in loss of dielectric relaxation is suppressed, and the usable frequency band is extended.
The reason will be explained. Near the self-resonant frequency, the impedance due to the capacitance component of the capacitor is small. Further, at a frequency of ωτ = 1, an increase in impedance due to loss increases due to an increase in loss due to dielectric relaxation. For this reason, when the self-resonant frequency of the capacitor is close to the frequency at which ωτ = 1, the impedance due to the capacitance component becomes smaller than the impedance due to loss. For this reason, the influence of the loss becomes stronger than the influence of the capacitance component, so that the operation as the capacitor element is impaired.
Therefore, by using a dielectric that has a relaxation time such that the dielectric loss at the self-resonant frequency at the dielectric constant after the dielectric constant is reduced due to the disappearance of the orientation polarization of the dielectric, the resonant frequency of the element And the frequency at which ωτ = 1 are shifted to reduce the influence of dielectric loss at the resonance frequency.
誘電体の誘電緩和により誘電体の損失である複素誘電率の虚部が上昇する。誘電体の誘電緩和による複素誘電率の虚部ε″の変化は(9)式によって表される(例えば、前掲書参照)。また、その周波数に対する変化は図2にて点線で示される。 Due to dielectric relaxation of the dielectric, the imaginary part of the complex dielectric constant, which is a loss of the dielectric, increases. The change in the imaginary part ε ″ of the complex permittivity due to the dielectric relaxation of the dielectric is expressed by the equation (9) (for example, see the above-mentioned book). The change with respect to the frequency is shown by a dotted line in FIG.
本実施の形態において、誘電体の損失が最大となる点より1/5以下に損失が低下する周波数ωCで共振が発生するように誘電体を選択したものとすると、
ε″(ωCτC)≦ε″(ωτ=1)/5
(9)式より、
ωCτC/(1+ωC 2τC 2)≦1/10
よって、ωCτC≧10、すなわちτC≧10√(LkεC)が得られる(εCは共振周波数での誘電率)。ここで、共振点での誘電率εCはεHに近似しているので、上式にεHを代入すると、(10)式が得られる。
In this embodiment, assuming that the dielectric is selected so that resonance occurs at a frequency ω C at which the loss is reduced to 1/5 or less from the point at which the loss of the dielectric becomes maximum,
ε ″ (ω C τ C ) ≦ ε ″ (ωτ = 1) / 5
From equation (9)
ω C τ C / (1 + ω C 2 τ C 2 ) ≦ 1/10
Therefore, ω C τ C ≧ 10, that is, τ C ≧ 10√ (Lkε C ) is obtained (ε C is the dielectric constant at the resonance frequency). Since the dielectric constant epsilon C at the resonance point approximates epsilon H, and substituting epsilon H in the above equation is obtained (10).
本発明において、使用される誘電体材料は特に限定されず。有機材料、無機材料あるいはそれらの混合物等適宜使用することができる。例えば、さらに誘電体を、高分子化合物あるいはその混合物からなる誘電体でコンデンサを構成することができる。誘電体として、樹脂など、例えば、ポリフェニレンスルフィドなどの従来フィルムコンデンサの材料として利用されてきた高分子樹脂系材料のうち誘電分散が対象周波数帯域に生じる高分子化合物およびその混合物も利用できる。これにより、従来の製造設備を最小限の改造で流用、転用することが見込め、工業的な利点がある。また、誘電分散が対象周波数帯域に生じる材料であれば、樹脂系に限られることなく利用可能である。さらに誘電体を高分子化合物の少なくとも1つが無機高分子化合物である誘電体を利用することもできる。無機高分子化合物とすることで樹脂や有機系高分子に比べ、耐熱性の高いコンデンサを構成できる。
誘電体として、有機高分子化合物を使用した場合をさらに詳述すると、有機高分子化合物には、例えば、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリンなどが挙げられる。これらのあるいはその他の有機高分子化合物は分子量が大きく、また、その分子単位を調整することも容易なため、誘電分散の生じる周波数を自由に調整することができる。
In the present invention, the dielectric material used is not particularly limited. An organic material, an inorganic material, or a mixture thereof can be used as appropriate. For example, the capacitor can be formed of a dielectric made of a high molecular compound or a mixture thereof. As the dielectric, for example, a polymer compound in which dielectric dispersion occurs in a target frequency band and a mixture thereof among polymers such as resins such as polyphenylene sulfide, which has been used as a material for conventional film capacitors, can be used. As a result, it is expected that the conventional manufacturing equipment can be diverted and diverted with minimal modifications, and there is an industrial advantage. Further, any material that causes dielectric dispersion in the target frequency band can be used without being limited to the resin system. Furthermore, a dielectric in which at least one of the polymer compounds is an inorganic polymer compound can be used. By using an inorganic polymer compound, a capacitor having higher heat resistance than that of a resin or an organic polymer can be formed.
The case where an organic polymer compound is used as the dielectric will be described in further detail. Examples of the organic polymer compound include polypyrrole, polythiophene, and polyaniline. Since these or other organic polymer compounds have a large molecular weight and it is easy to adjust the molecular unit, the frequency at which dielectric dispersion occurs can be freely adjusted.
また、誘電体として金属酸化物を用いることができる。金属酸化物として特に、ペロブスカイト型化合物若しくはその混合物を利用することもできる。ペロブスカイト型化合物として、例えば、チタン酸カルシウム銅またはその混合物、またはチタン酸塩に類する化合物およびこれらの混合物などが挙げられる。これにより、大きな誘電率を有する誘電体を使用することができ、かつ、誘電緩和による効果で高周波まで有効に機能するコンデンサ素子が実現できる。 Further, a metal oxide can be used as the dielectric. In particular, a perovskite type compound or a mixture thereof can be used as the metal oxide. Examples of the perovskite type compound include calcium copper titanate or a mixture thereof, a compound similar to titanate, and a mixture thereof. As a result, a dielectric element having a large dielectric constant can be used, and a capacitor element that functions effectively up to a high frequency can be realized by the effect of dielectric relaxation.
次に、本発明をセラミックコンデンサに適用した実施例について説明する。
図4は、実施例1に係るセラミックコンデンサの斜視図である。上部電極42と下部電極43の間に誘電体41があり、コンデンサを形成している。この際、誘電体の厚みtは幅wや奥行きdにくらべ十分に小さいものとし、誘電体のふちの影響は十分に小さいものとすると、コンデンサの定数であるkはk=wd/tで求められる。ここで、幅wが300μm、奥行きdが300μm、厚みtが5μmとすると、k=0.018となる。
誘電体41に炭化珪素SiCを用いる場合、誘電緩和前の比誘電率εrLは99.9であり、誘電緩和後の比誘電率εrHは13.1となる。したがって、εLとεHはそれぞれ真空の誘電率ε0をかけたεL=0.885×10−9、εH=0.116×10-9となる。このとき、誘電緩和前の誘電率を元に、端子44、45を含め、3次元の電磁界シミュレータによる解析で寄生インダクタンスLを求めると、0.26nHとなった。
Next, an embodiment in which the present invention is applied to a ceramic capacitor will be described.
FIG. 4 is a perspective view of the ceramic capacitor according to the first embodiment. There is a dielectric 41 between the
When silicon carbide SiC is used for the dielectric 41, the relative dielectric constant ε rL before dielectric relaxation is 99.9, and the relative dielectric constant ε rH after dielectric relaxation is 13.1. Therefore, ε L and ε H are ε L = 0.885 × 10 −9 and εH = 0.116 × 10 −9 , respectively, multiplied by the dielectric constant ε 0 of vacuum. At this time, when the parasitic inductance L was obtained by analysis using a three-dimensional electromagnetic simulator including the
これらの値を元に(8)式に当てはめると、目標とする緩和時間τCは2.15×10−11〜7.36×10-10となる。ここで、誘電体41に用いる炭化珪素SiCを焼結する際に、酸化ベリリウムを添加することにより、緩和時間τCは6.48×10-10に調整できる。したがって、酸化ベリリウムBeOを添加した炭化珪素SiCを誘電体に用いることによって、本発明の構成を実施できる。このときの、インピーダンスの周波数特性を図5に示す。共振周波数6.83GHzとなっており、これは酸化ベリリウムBeOを添加しない炭化珪素SiCを用いて同一構造のコンデンサを形成した場合の共振周波数2.48GHzの2.75倍となっている。したがって、仮にコンデンサの使用周波数範囲を共振周波数までとした場合、コンデンサの使用周波数範囲は2.75倍に拡大したことになる。 If these values are applied to the equation (8), the target relaxation time τ C is 2.15 × 10 −11 to 7.36 × 10 −10 . Here, the relaxation time τ C can be adjusted to 6.48 × 10 −10 by adding beryllium oxide when the silicon carbide SiC used for the dielectric 41 is sintered. Therefore, the configuration of the present invention can be implemented by using silicon carbide SiC to which beryllium oxide BeO is added as a dielectric. FIG. 5 shows the frequency characteristics of the impedance at this time. The resonance frequency is 6.83 GHz, which is 2.75 times the resonance frequency of 2.48 GHz when a capacitor having the same structure is formed using silicon carbide SiC to which beryllium oxide BeO is not added. Therefore, if the capacitor operating frequency range is up to the resonance frequency, the capacitor operating frequency range is expanded 2.75 times.
図6は、実施例2に係るセラミックコンデンサの斜視図である。実施例2では、2012サイズと呼ばれる、外形寸法:幅2.0mm×奥行き1.25mm×高さ0.85mm、誘電緩和の起こる前の周波数でのキャパシタンス:220nF、のセラミックコンデンサを作成する。図6に示されるように、誘電体61を挟んで第1の電極62と第2の電極63とが交互に配置され、第1の電極62は第1の端子64に接続され、第2の電極63は第2の端子65に接続されている。誘電体61の膜厚tは5μm、電極の実効的な寸法は、幅wが1.8mm、奥行きdが1.0mm、誘電体61の層数は70である(図面では実際の層数とは異なって表示されている)。このとき、誘電体の膜厚tは幅wや奥行きdにくらべ十分に小さいものとし、誘電体のふちの影響は十分に小さいものとすると、コンデンサの定数であるkはk=wd/t×70で25.2と求められる。ここで、同じ構造を持った他のセラミックコンデンサを測定したところ、寄生インダクタンスが0.53nHであった。この構造のコンデンサで220nFのキャパシタンスを実現するには誘電体の誘電緩和前の比誘電率は約1000である。ここで、誘電体の誘電緩和前の比誘電率を1000と仮定して(8)式より緩和時間の最小値を求めると、約3.6×10-9となる。上記のキャパシタンスのコンデンサを作製するため、誘電体61に高純度のCaO3、CuO、TiO2から合成したチタン酸カルシウム銅CaCu3Ti4O12とチタン酸カルシウムCaTiO3の混合物を利用し、誘電緩和以前の比誘電率が約1000、緩和時間が3.6×10-9以上となるように調整した。この混合物における誘電緩和後の比誘電率は約10、緩和時間は約1×10-8であった。したがって、この混合物は、(8)式の条件を満たす。この混合物からなる誘電体を用いて所望のキャパシタンスのコンデンサを作製することができた。このときの、インピーダンスの周波数特性を図7に示す。
FIG. 6 is a perspective view of the ceramic capacitor according to the second embodiment. In Example 2, a ceramic capacitor having an outer dimension: width 2.0 mm × depth 1.25 mm × height 0.85 mm and a capacitance at a frequency before dielectric relaxation occurs: 220 nF, which is called 2012 size, is produced. As shown in FIG. 6, the
41 誘電体
42 上部電極
43 下部電極
44 上部電極用端子
45 下部電極用端子
61 誘電体
62 第1の電極
63 第2の電極
64 第1の端子
65 第2の端子
41
Claims (7)
(1)電極および端子を含めたコンデンサ素子の形状を決定する過程と、
(2)決定されたコンデンサ素子の形状から、コンデンサ素子のキャパシタンスと誘電体の誘電率との比であるコンデンサ定数kと、コンデンサ素子の寄生インダクタンスLとを求める過程と、
(3)前記誘電体の配向分極が消失する周波数が、自己共振周波数より低くなる誘電体を選定する過程と、
(4)前過程で選定された誘電体を用いてコンデンサ素子を作製する過程と、
を有することを特徴とするコンデンサ素子の製造方法。 A method of manufacturing a capacitor element having a pair of electrodes and a dielectric sandwiched between the pair of electrodes,
(1) a process of determining the shape of a capacitor element including electrodes and terminals;
(2) A process of obtaining a capacitor constant k, which is a ratio between the capacitance of the capacitor element and the dielectric constant of the capacitor, and a parasitic inductance L of the capacitor element from the determined shape of the capacitor element;
(3) a process of selecting a dielectric whose frequency at which the orientation polarization of the dielectric disappears is lower than a self-resonant frequency;
(4) a process of manufacturing a capacitor element using the dielectric selected in the previous process;
A method of manufacturing a capacitor element, comprising:
(1)電極および端子を含めたコンデンサ素子の形状を決定する過程と、
(2)決定されたコンデンサ素子の形状から、コンデンサ素子のキャパシタンスと誘電体の誘電率との比であるコンデンサ定数kと、コンデンサ素子の寄生インダクタンスLとを求める過程と、
(3)誘電体の配向分極が消失する周波数より十分低い周波数における誘電体の誘電率をεLとして、緩和時間τCが、
(4)前過程で選定された誘電体を用いてコンデンサ素子を作製する過程と、
を有することを特徴とするコンデンサ素子の製造方法。 A method of manufacturing a capacitor element having a pair of electrodes and a dielectric sandwiched between the pair of electrodes,
(1) a process of determining the shape of a capacitor element including electrodes and terminals;
(2) A process of obtaining a capacitor constant k, which is a ratio between the capacitance of the capacitor element and the dielectric constant of the capacitor, and a parasitic inductance L of the capacitor element from the determined shape of the capacitor element;
(3) When the dielectric constant of the dielectric at a frequency sufficiently lower than the frequency at which the orientation polarization of the dielectric disappears is ε L , the relaxation time τ C is
(4) a process of manufacturing a capacitor element using the dielectric selected in the previous process;
A method of manufacturing a capacitor element, comprising:
(1)電極および端子を含めたコンデンサ素子の形状を決定する過程と、
(2)決定されたコンデンサ素子の形状から、コンデンサ素子のキャパシタンスと誘電体の誘電率との比であるコンデンサ定数kと、コンデンサ素子の寄生インダクタンスLとを求める過程と、
(3)誘電体の配向分極が消失する周波数より十分低いおよび十分高い周波数における誘電体の誘電率をそれぞれεL、εHとして、緩和時間τCが、
(4)前過程で選定された誘電体を用いてコンデンサ素子を作製する過程と、
を有することを特徴とするコンデンサ素子の製造方法。 A method of manufacturing a capacitor element having a pair of electrodes and a dielectric sandwiched between the pair of electrodes,
(1) a process of determining the shape of a capacitor element including electrodes and terminals;
(2) A process of obtaining a capacitor constant k, which is a ratio between the capacitance of the capacitor element and the dielectric constant of the capacitor, and a parasitic inductance L of the capacitor element from the determined shape of the capacitor element;
(3) When the dielectric constants of the dielectrics at frequencies sufficiently lower and sufficiently higher than the frequency at which the orientation polarization of the dielectric disappears are ε L and ε H respectively, the relaxation time τ C is
(4) a process of manufacturing a capacitor element using the dielectric selected in the previous process;
A method of manufacturing a capacitor element, comprising:
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